La madera y su comportamiento frente al fuego

Como material orgánico que es, constituido en su mayor parte por el carbono que fija a través del fenómeno de fotosíntesis, la madera es carbón, y se quema. No hay la menor duda. Más aún la energía obtenida de la “biomasa” es una de las alternativas en desarrollo en el mundo actual. Pero el punto no es la combustibilidad sino el comportamiento de los materiales en un incendio, y la madera es tan o más segura que la mayoría de los materiales de construcción que usamos habitualmente.

Introducción conceptual

• La combustión, debe diferenciarse del PROBLEMA DEL INCENDIO, aun cuando a primera vista el tema fuera el mismo.

• El VIDRIO es el material más INCOMBUSTIBLE que utilizamos en la construcción. En el caso de un incendio estalla a temperaturas entre 300 y 400 Cº, que en un incendio característico se produce a los 10 a 15 minutos de iniciado. Producida la ruptura permite el ingreso del COMBUSTIBLE, no olvidemos como se denomina OXIGENO.

• El ACERO, casi el símbolo (erróneo) de la resistencia en un incendio, decae aceleradamente en su capacidad estructural, cuando su masa llega a los 600 Cº, esto es a los 20 a 30 minutos de comenzado el fuego. El fenómeno de la FLUENCIA, el alargamiento de un material sin incorporar nuevas cargas, hace que las estructuras metálicas se comporten como si fueran de "goma". Los bomberos tiene prohibido ingresar en locales cuya cubierta sea una estructura metálica.

• El ALUMINIO, tiene una performance peor aun que la del acero, y su comportamiento es similar pero con periodos de tiempo más cortos. No olvidemos que la resistencia inicial del ALUMINIO es menor que la de ACERO. Si bien es poco habitual su uso en estructuras de cubiertas, si lo encontramos en la base de los denominados muros de cortina, típicos en los edificios de oficinas.
  
• Posiblemente los PLASTICOS, sean los más peligrosos de todos los materiales de construcción en el caso de un INCENDIO. Muchos de ellos son de lenta combustión, pero los gases que emiten son muy peligrosos para la salud humana. Tengamos en cuenta que (lo dicen las estadísticas), el 90 % de las personas que mueren en un incendio, lo son por fenómenos de asfixia o de intoxicación por gases.

Cuáles son los requerimientos de los materiales de construcción frente a un INCENDIO?

• El mantenimiento de su función estructural durante un cierto tiempo. Los valores de RESISTENCIA EN FUNCIÓN TIEMPO, dependerán del tipo de edificio, su dimensión, medios de salida, el tipo de uso (supongamos una escuela). Esta propiedad se mide en tiempo, tales como E60, indicando que durante 60 minutos la estructura continuara resistiendo.

• El mantenimiento de su continuidad de superficie, evitando las roturas que permiten el ingreso de OXIGENO, alimentando el desarrollo del fuego.

• La RESISTENCIA TÉRMICA, esto es el retardo del pasaje de la ENERGÍA Térmica, a través de la parte del edifico en consideración.

Si se observan las condiciones exigidas, veremos que lo que importa no es que un INCENDIO DESTRUYA UN EDIFICIO, sino que su comportamiento de tiempo a que se salve las vidas de las personas que lo están ocupando.
A los EDIFICIOS, los puede PROTEGER UN SEGURO, que por otra parte no es muy costoso. LA VIDA HUMANA NO TIENE SEGURO POSIBLE, CUANDO SE PIERDE NO SE PUEDE REPONER.

• Si consideramos la mayoría de los materiales habitualmente utilizados en la construcción, observaremos que todos presentan diversas debilidades frente a un INCENDIO.

• El problema no se llama COMBUSTIBILIDAD, sino comportamiento de un material en una situación de INCENDIO.

• La MADERA  se ubica con muchas ventajas frente a esta situación. Una de las razones para elegir la MADERA en el denominado PABELLON DE LA UTOPIA, en la Exposición Universal de 1998, LISBOA, fue el comportamiento esperado en el caso de un incendio, bajo la estrictas normas Europeas, asegurando un funcionamiento correcto durante 90 minutos.

La madera y sus subproductos son materiales de amplio uso en la construcción y a pesar de ser excelentes combustibles, presentan una considerable resistencia al fuego dependiendo del diseño y los detalles constructivos.
Estructuras de madera se queman lentamente y su comportamiento es comparable al de construcciones con materiales no combustibles.

En un incendio, es sabido que la decoración interior de una vivienda se ve afectada mucho antes que su resistencia estructural.

La madera presenta una excelente resistencia a la  penetración del fuego debido a su baja, conductividad térmica y a su capacidad de formar una capa o carbonizada superficial, lo cual permite mantener sus propiedades físicas y mecánicas por mayor tiempo que estructuras de metal o cemento.

LA MADERA, SU COMPORTAMIENTO AL FUEGO
Los resultados de los ensayos muestran que la progresión de la temperatura o cinética de la pirólisis está influenciada por un factor predominante: "La cantidad de agua contenida en el material (ya sea madera maciza o tablero de partículas)".

El agua, se presenta bajo forma de agua de saturación, cuya cantidad es variable (entre el 8 y el 13 % para las maderas utilizadas en la construcción) y bajo forma de agua de constitución que no puede desprenderse más que en el proceso de pirólisis (destrucción química irreversible de la madera).
La madera aumenta su módulo de elasticidad, (es decir su rigidez) a medida que pierde humedad.
A razón de un 3% por cada 1% de humedad que pierde.
En un incendio el calor lo primero que afecta a la madera es hacer perderle su humedad.
Si está estabilizada en 12 %, en los primeros momentos del incendio puede aumentar su capacidad de carga en más del 30%

Tanto para madera maciza como MLE, las secciones utilizadas son generalmente importantes por un lado y por otro  cuando forman parte de estructuras constructivas (columnas, vigas, etc.).
Considerando una sección en masa de madera está separada por láminas de cola (casi siempre Resorcina), formando Estas una pantalla en la propagación  de la combustión  suponiendo ello un aumento importante de la Resistencia al Fuego.
La madera, aún en los incendios más violentos, se consume lentamente y permanece estable. No sufre ninguna variación dimensional, lo que permite a las secciones restantes conservar todas sus propiedades mecánicas.
Los ensayos realizados en el Laboratorio del Fuego del INIA, así como los realizados en muchos otros países muestran que la velocidad de propagación se encuentra alrededor de 0,7 mm/min.
Esto es que podemos dimensionar las piezas con el “coeficiente de incendio” según la respuesta que queramos de nuestra estructura a razón de hacer crecer sus caras 7mm por cada 10 minutos de incendio que pueda soportar.

LA MADERA, SU COMPORTAMIENTO AL FUEGO
Los resultados de los ensayos muestran que la progresión de la temperatura o cinética de la pirólisis está influenciada por un factor predominante: "La cantidad de agua contenida en el material (ya sea madera maciza o tablero de partículas)".

El agua, se presenta bajo forma de agua de saturación, cuya cantidad es variable (entre el 8 y el 13 % para las maderas utilizadas en la construcción) y bajo forma de agua de constitución que no puede desprenderse más que en el proceso de pirólisis (destrucción química irreversible de la madera).
La madera aumenta su módulo de elasticidad, (es decir su rigidez) a medida que pierde humedad.
A razón de un 3% por cada 1% de humedad que pierde.
En un incendio el calor lo primero que afecta a la madera es hacer perderle su humedad.
Si está estabilizada en 12 %, en los primeros momentos del incendio puede aumentar su capacidad de carga en más del 30%

Tanto para madera maciza como MLE, las secciones utilizadas son generalmente importantes por un lado y por otro  cuando forman parte de estructuras constructivas (columnas, vigas, etc.).
Considerando una sección en masa de madera está separada por láminas de cola (casi siempre Resorcina), formando Estas una pantalla en la propagación  de la combustión  suponiendo ello un aumento importante de la Resistencia al Fuego.
La madera, aún en los incendios más violentos, se consume lentamente y permanece estable. No sufre ninguna variación dimensional, lo que permite a las secciones restantes conservar todas sus propiedades mecánicas.
Los ensayos realizados en el Laboratorio del Fuego del INIA, así como los realizados en muchos otros países muestran que la velocidad de propagación se encuentra alrededor de 0,7 mm/min.
Esto es que podemos dimensionar las piezas con el “coeficiente de incendio” según la respuesta que queramos de nuestra estructura a razón de hacer crecer sus caras 7mm por cada 10 minutos de incendio que pueda soportar.

Bajo la acción de una elevación alta de temperatura la madera empieza por perder su contenido en agua, se tuesta y despide gases inflamables.
Alrededor de los 300 C, se inflama y empieza a carbonizarse superficialmente. Esta capa de carbón frena poco a poco la propagación de las llamas al corazón  de la pieza y así  forma una pantalla protectora natural  apreciable para la protección  de la obra.
Esta capa protectora de carbón, cuya conductividad calorífica es 1/6 de la correspondiente a la madera, actúa como poder calorifugante e impide la penetración del calor y del oxigeno en las capas interiores, factores suficientes para que no exista combustión, pues para ello ha de estar completo el TRIANGULO DEL FUEGO: alta temperatura, combustible y oxigeno.

Por lo expuesto podemos asegurar que si bien la madera es un material combustible presenta excelentes prestaciones y comportamientos predecibles en un incendio lo cual la convierte en un material sumamente apto para el empleo en estructuras asegurando que la misma dará el tiempo suficiente de estabilidad estructural que permita la evacuación de las personas en su interior.
A los EDIFICIOS, los puede PROTEGER UN SEGURO, que por otra parte no es muy costoso. LA VIDA HUMANA NO TIENE SEGURO POSIBLE, CUANDO SE PIERDE NO SE PUEDE REPONER.